高鋁鋼的冶煉方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高鋁鋼的冶煉方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高鋁鋼是一種具有很高的表面硬度和耐磨性能的鋼種，被廣泛地應(yīng)用于制作可承受沖擊負(fù)荷和往復(fù)磨損條件下工作的部件上。由于高鋁鋼中鋁的質(zhì)量含量通常在1%左右，使鋼水因鋁含量高而粘稠，且又易被氧化，導(dǎo)致該種鋼的表面容易出現(xiàn)缺陷、低倍夾雜、點(diǎn)狀偏析等重大質(zhì)量問(wèn)題，特別是在冶煉過(guò)程中，由于鋁極易被氧化，所以，冶煉高鋁鋼的難度相對(duì)較大。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，一種技術(shù)方案是直接采用電弧爐來(lái)冶煉高鋁鋼，且在冶煉時(shí)，將廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，然后通電加熱冶煉。雖然該種冶煉高鋁鋼的程序簡(jiǎn)單，但由于廢鋼中大多含有的氧化鐵等氧化物及銅、紳、鉛、錫等有害元素，且這些有害元素的含量很難確定，同時(shí)有害氣體富集，導(dǎo)致該種鋼的純凈度較低，如采用模鑄的方式生產(chǎn)鋼坯，易使鋼坯因此而產(chǎn)生的點(diǎn)狀偏析和表面質(zhì)量問(wèn)題；而采用連鑄的方式生產(chǎn)鋼坯，雖然可減少點(diǎn)狀偏析和改善
鋼坯表面質(zhì)量問(wèn)題，但由于鋼液中的鋁高而粘稠，極易堵塞結(jié)晶器的水口及使保護(hù)渣變性，故使連續(xù)澆鑄的爐數(shù)通常少于4爐，造成漏鋼和生產(chǎn)成本的提高。
[0004]為解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中另一種解決方案是在采用電弧爐的基礎(chǔ)上增加爐外精煉的工序，即將電弧爐內(nèi)的鋼水裝入LF爐內(nèi)進(jìn)行精煉。雖然爐外精煉可以調(diào)整鋼水成份及其溫度，加鋁可實(shí)現(xiàn)脫氧脫硫，但其不能去除鋼液中的氣體和夾雜物，進(jìn)而造成點(diǎn)狀偏析，鋼質(zhì)量差等不足，且使鋼坯的生產(chǎn)成本提高。
[0005]真空爐雖然在諸多冶金行業(yè)都有配置，而真空爐是通過(guò)向爐內(nèi)噴吹氬氣使鋼液流動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)脫氣的，但由于鋼液中的鋁質(zhì)量比鋼液輕許多，所以，在鋼液流動(dòng)的過(guò)程中全導(dǎo)致鋁上浮，而上浮的鋁與鋼渣相接觸后會(huì)導(dǎo)致鋁損耗。基于這一點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)在冶煉高鋁鋼時(shí)，為了避免鋁損耗，均不采用真空爐脫氣，從而影響高鋁鋼的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的任務(wù)是提供提供一種利用扒渣和真空脫氣等方式解決鋼液質(zhì)量問(wèn)題的高鋁鋼的冶煉方法。
[0007]本發(fā)明所提出的高鋁鋼的冶煉方法包括以下步驟:
電弧爐冶煉:將鐵水和廢鋼裝入該電弧爐內(nèi)，兩者之間的質(zhì)量比為:鐵水:廢鋼=2:
2.5-3.5，冶煉溫度在1680-1700°C，并保證鋼液中碳含量的重量百分比在0.10-0.15%之間。由于鐵水的純度通常高于廢鋼，所以，電弧爐冶煉加入鐵水可減少鋼中氧化物有害元素，能提高鋼水的純凈度；同時(shí)因鐵水本身就具有很高的溫度，在電弧爐冶煉時(shí)利用鐵水溫度可以節(jié)能。爐外精煉:將經(jīng)電弧爐冶煉后的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中，其冶煉溫度為1570-1650°C，冶煉60-90分鐘后去除鋼液中90-92%的鋼渣，再向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1.3%的鋁，再冶煉15-20分鐘將鋼液轉(zhuǎn)入真空爐內(nèi)。在爐外精煉時(shí)，將大部分鋼渣扒出后再加入鋁，可有效地避免鋁的損耗，能有效地調(diào)整鋼水成份，同時(shí)還能調(diào)整鋼液溫度，鋼液溫度達(dá)到要求。真空爐冶煉:將經(jīng)LF爐精煉的鋼水裝入真空爐內(nèi)后，抽取真空爐內(nèi)的氣體，同時(shí)向其內(nèi)噴吹氬氣，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到30-100Pa，并保持15-20分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣15-20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。真空爐冶煉可抽取真空爐內(nèi)的氣體，即去除鋼液中氫、氮、氧等氣體和三氧化二鋁等等夾雜物，其中的真空度如大于lOOPa，達(dá)不到冶煉效果。
[0008]所述爐外精煉步驟中，在加完鋁后，還包括向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.2%螢石和石灰0.9%的步驟。加鋁錠沉淀后能實(shí)現(xiàn)脫氧脫硫，而螢石和石灰(生石灰)是造渣劑，渣形成后再加鋁粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧脫硫。
[0009]所述電弧爐冶煉步驟中，鐵水與廢鋼之間的質(zhì)量比為:2:3。
[0010]利用本發(fā)明所提出的高鋁鋼的冶煉方法冶煉出的高鋁鋼，因其純度高，且控制了合適的渣量，特別是經(jīng)過(guò)真空處理，可去除鋼液中的氣體和夾雜物，避免水口結(jié)瘤和鑄坯偏析傾向。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，用本發(fā)明的方法冶煉出的高鋁鋼進(jìn)行連鑄時(shí)，在控制連鑄中間包溫度1520°C _1535°C，連鑄機(jī)拉坯速度控制0.70-0.90m/min時(shí)，連續(xù)澆鑄11爐也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)結(jié)晶器水口結(jié)瘤的現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0011]首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為:2:3，然后將電弧爐的溫度升到1700°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0.15%時(shí)，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1650°C時(shí)，在該溫度下再持續(xù)60分鐘后，去除鋼液中90%的鋼密，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1.3%的招，冶煉15分鐘后，再向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.2%螢石和石灰0.9%，再冶煉15分鐘后將鋼液裝入真空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時(shí)，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到lOOPa，同時(shí)向其內(nèi)噴吹氬氣，并保持15分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體,繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。
[0012]實(shí)施例2:
首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為:2:3.5，然后將電弧爐的溫度升到1680°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0.10%時(shí)，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1570°C時(shí)，在該溫度下再持續(xù)90分鐘后，去除鋼液中92%的鋼密，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1.3%的鋁，冶煉20分鐘后，再向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.2%螢石和石灰0.9%，再冶煉20分鐘后將鋼液裝入真空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時(shí)，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到，30Pa，同時(shí)向其內(nèi)噴吹氬氣，并保持20分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣15分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。
[0013]實(shí)施例3:
首先將鐵水和廢鋼裝入電弧爐內(nèi)，鐵水和廢鋼之間的質(zhì)量比為:2:2.5，然后將電弧爐的溫度升到1690°C，當(dāng)鋼液中碳含量的重量百分比在0.12%時(shí)，將電弧爐內(nèi)的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中進(jìn)行爐外精煉，當(dāng)LF爐溫度達(dá)到1600°C時(shí)，在該溫度下再持續(xù)70分鐘后，去除鋼液中91%的鋼密，向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1.3%的鋁，冶煉17分鐘后，再向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.2%螢石和石灰0.9%，再冶煉18分鐘后將鋼液裝入真空爐內(nèi)，在真空爐內(nèi)冶煉時(shí)，抽取真空爐內(nèi)的氣體，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到65Pa，同時(shí)向其內(nèi)噴吹氬氣，并保持17分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣17分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。
[0014]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本發(fā)明本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.高鋁鋼的冶煉方法，其特征在于包括以下步驟: 電弧爐冶煉:將鐵水和廢鋼裝入該電弧爐內(nèi)，兩者之間的質(zhì)量比為:鐵水:廢鋼=2:2.5-3.5，冶煉溫度在1680-1700°C，并保證鋼液中碳含量的重量百分比在0.10-0.15%之間；爐外精煉:將經(jīng)電弧爐冶煉后的鋼液送入鋼包精煉爐即LF爐中，其冶煉溫度為1570-1650°C，冶煉60-90分鐘后去除鋼液中90-92%的鋼渣，再向LF爐中加質(zhì)量是鋼水質(zhì)量的1-1.3%的鋁，再冶煉15-20分鐘將鋼液轉(zhuǎn)入真空爐內(nèi)；真空爐冶煉:將經(jīng)LF爐精煉的鋼水裝入真空爐內(nèi)后，抽取真空爐內(nèi)的氣體，同時(shí)向其內(nèi)噴吹氬氣，使真空爐內(nèi)的真空度達(dá)到30-100Pa，并保持15-20分鐘，然后停止抽取真空爐內(nèi)的氣體，繼續(xù)向真空爐噴吹氬氣15-20分鐘，所得到的鋼水即為高鋁鋼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述爐外精煉步驟中，在加完鋁后，還包括向LF爐中加入質(zhì)量分別是鋼水質(zhì)量的0.2%螢石和石灰0.9%的步驟。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述電弧爐冶煉步驟中，鐵水與廢鋼之間的質(zhì)量比為:2:3。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高鋁鋼的冶煉方法，包括電弧爐冶煉和爐外精煉，以及真空爐冶煉步驟。利用該高鋁鋼的冶煉方法冶煉出的高鋁鋼，其純度高，特別是經(jīng)過(guò)真空處理，可去除鋼液中的氣體和夾雜物，避免水口結(jié)瘤和鑄坯偏析傾向。
【IPC分類】C21C7/10, C21C7/072, C21C5/52
【公開(kāi)號(hào)】CN105256104
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410330847
【發(fā)明人】丁春燕
【申請(qǐng)人】丁春燕
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2014年7月14日